带式输送机用断带保护装置的研究与应用

王　婧（莱芜职业技术学院机械与汽车工程系,山东　莱芜　271100）



带式输送机用断带保护装置的研究与应用

王婧
（莱芜职业技术学院机械与汽车工程系,山东莱芜271100）

摘 要：笔者在本文中首先分析了带式输送机发生断带的原因，然后简要分析了几种保护装置的使用情况，最后着重的介绍一种全新的保护装置，使用该装置后不仅可以克服现有保护装置的不足，同时还具有如下优点：较大的抓捕力、动作灵活、高可靠性和维护性。通过研究该断带保护装置，可以保障煤矿的安全生产，提高社会效益的同时提高经济效益。

关键词：带式输送机；断带保护；装置研究

0　引言

进入新世纪后，国内煤炭开采技术水平不断提升，煤炭的产量也在节节增高，在煤炭开采过程中其核心的技术装备是胶带输送机，如今，胶带输送机由向功率大、带速高等方向发展的趋势，如果逆止器功能失效或者断带会出现逆转事故，不仅会把输送带的机身摧毁。输送的煤炭堵在巷道口，重的会造成企业停产较长时间，为企业带来不可挽回的损失。最近几年，人们开始重视带式输送机的断带问题，人们除了预防避免出现事故之外。还有针对性的开发出一系列的保护措施，让出现断带事故的时候可以及时、可靠地保护装置，避免事故扩大带来经济损失的扩大。

1　断带发生的原因

一般而言导致带式输送机发生断带的原因如下：1）输送带自身的质量不过关。经过较长时间的使用，输送带长时间的处于高负荷运行下，在加上没有很好的进行日常维护很可能会出现断带事故。2）输送带的接头质量不过关。输送带的接头主要由硫化接头和机械接头组成，由于机械接头的连接强度不高，因此当前普遍使用硫化接头，在加工的过程中硫化接头由于硫化板上的压力、温度等分布不均匀，温度没有严格的进行控制，使用的原材料不过关、加工工艺不科学等，会让连接强度和使用时间减小。3）在开启输送机的瞬间输送带的应力变化太大。再启动输送机的时候，由于张力的存在，可能会导致输送带的纵向张力大于其可以承受的范围，在这样的情况下输送带不可避免的会断裂。4）负荷变化幅度过大。输送机在运送得时候，可能会有质量较大的杂物或者其他的原因，造成负荷变化幅度较大，导致输送带断裂。

2　常用的断带保护装置

笔者在文中简要的分析常见的断代保护装置。

2.1电控偏心轮式断带保护装置

该设备主要使用的是偏心轮机构，该偏心轮机构使用电控装置，工作原理为：在输送带发生断带事故的瞬间，电控制装置控制偏心轮，让其接触皮带，在输送带下滑力的带动下制动输送带。该保护方式结构简单、具有较好的同步性，但是其缺点也比较明显，可靠性低、制动力有待提升。

2.2整体式断带保护装置

整体设计、分体安装是这种类型断带保护装置的设计原则，它和带式输送机相互独立，便于安装，在制动的过程中不会损坏输送机的机架。

2.3使用阻尼板和单向托辊摩擦制动

阻尼板和单向托辊摩擦制动方式的原理是全程摩擦制动，在上面的输送带实现制动的方式为依靠输送带和单向托辊之间的滑动摩擦力，在下方的输送带实现制动的方式为：断带后下输送带必定会下垂，而下垂后必然会直接的接触滑动摩擦力，在这种力的作用下下输送带下滑速度会越来越慢，直至停止。但是这种制动方式需要把带式输送机的托辊全部换成单向托辊，同时还需要铺设大量的阻尼板，改造费用过大，因此使用的范围较小，很难普及。

下文中笔者介绍一种新型的带式输送带断带保护装置，可以有效地克服上述问题，同时造价相对便宜，易于安装，系 性价比较高。

3　全断面液压断带保护装置

这种全断面液压断带保护装置的主要构造有：制动系统、液压系统、断带信号采集系统等等。其中，组成制动系统的有下抓捕机架和上抓捕机架；组成液压系统的有液压泵站、油管、蓄能器等。组成采集断带信号的系统主要有编码器、信号采集器等。通过编码器信号采集器可以采集胶带的运行速率、方向，经过传感器的分析，可以对输送带进行综合的判定，辨明是否发生断带。

带式运输机在运行的时候，电控系统不间断的实时对一起旋转的编码器输出的信息进行采集，对输送机的运行状态进行判断。一旦输送机发生断带，上输送带会向相反的方向运行，运行的速度也会呈现：出向上减小——变为零——向下加速的过程，虽然在故障发生后下输送带的运行方向和未发生断带之前一致，但是其运行速度会发生改变，从图中我们可以看出3和4两个编码器的速度和运行的方向，会准确的辨别输送带是否发生断带。

带式输送机在正常工作的时候，其被信号采集器采集的信息显示正常，此时电控箱不会发出处理的信号，抓捕装置也不会工作。一旦输送带断裂，输送带的运行情况会被编码器、传感器采集到，和正常工作下采集的信号有一定的差别，对这种异常的信号，信号采集系统会向电控系统传递，在电控系统收到来自信号采集系统采集到的异常数据后进行综合的分析、处理，进一步的判断输送带是否发生断裂。如果电控系统判断不是断带事故则不执行下一步，如果判断为断带事故，电控系统就会发出信号，第一时间把运输机的动力电源切断，让输送机没有电力的支撑而停止运行；与此同时，再驱动抓捕系统执行抓捕动作，在强大摩擦力的制动下，输送带停止下滑。

实践表明，这种类型的断带保护装置在0.9秒内完成一系列的抓捕动作，按照国内现行的允许带式输送机的运行速度来看，完全胜任当前的断带保护工作。

4　结束语

笔者在本文中分析了液压断带保护装置，以带式输送机实际的运行情况为基础，认真的研究了上运输送带及下运输送带发生断带的原因以及断带后其运行的特定。这种新型的断带保护装置，可以准确的检测出带式运输机发生断带事故，全程的对带式运输机进行检测，保证煤矿的安全运行，这种带式运输机断带保护装置可以满足当前国内煤矿生产的需求，未来将会得到普及。

参考文献：

[1]张旭辉.一种新型电液控制型断带抓捕器的研制[J].机床与液压, 2012(16).

[2]李继红,苗运江,巫峰,张春光,姚建南,王丽威.基于PLC的分步断带保护装置设计[J].制造业自动化,2012(14).

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.199